雷达信号方向侦测(卷名：电子学与计算机)
radar signal direction finding
用专用的电子设备截获雷达信号并测定其方向的雷达对抗技术。雷达信号的方向数据是对战场密集雷达环境进行分选并引导干扰或指挥武器进行攻击的主要参数。方向侦测的专用电子设备通常由宽频带测向天线、接收机和信息处理终端组成。测向技术分为非搜索测向和搜索测向两种。
非搜索测向 常用幅度比较法和相位比较法。
① 幅度比较法：用多个天线形成互相独立而又彼此交叉的多波束，均匀地覆盖360°方位。每个天线有一部接收机，接收机检波后的视频信号经放大输出，进行幅度比较和终端处理，得出雷达信号方向角的指示（图1）。这种简单幅度比较法的测向精度较低。在密集的雷达信号环境中，常用比幅多波束阵列天线连接的接收系统完成对多部雷达信号的测向。比幅多波束阵列天线具有一组同时存在的、各自独立而又相邻接的高增益天线波束，且每一波束方向都具有阵列孔径的全部增益。这种测向波束能以很宽的频带覆盖一个大的扇形角度，并以很高的角分辨力不间断地进行空间监视。典型的罗特曼透镜构成的接收系统，就是一种线性阵列馈电的多波束测向系统。比幅单脉冲测向法是一种具有方向跟踪能力的精密测向技术。它利用两个相邻接的馈源照射同一反射器或透镜产生重叠波束，再经波束形成网络变换成方位“和”信号及“差”信号，对这两信号鉴相便得出对应于目标方向的误差信号。然后馈送到天线饲服系统进行跟踪测向。
② 相位比较法：它利用两个相隔固定间距的天线接收雷达信号，信号的入射波前到达两天线时将产生波程差，从而引起两路接收信号间的相位差，此相位差即是雷达信号方向的函数， 可用
表示，式中ψ为相位差；θ为雷达信号方向；d 为相邻天线的间距。接收设备鉴别出两路信号的相位差，并把它转换成雷达的方向值（图2）。比相单脉冲测向也称干涉仪测向。采用这种测向体制时，为了消除系统相位多值模糊，常用两个以上并联的干涉仪通道。长基线干涉仪用来降低测向误差，短基线干涉仪用来确保天线视域内不出现相位多值。两干涉仪通道进行相位数字量化，形成雷达信号方向值的数字值。比相圆形多模阵列天线测向，是一种覆盖360°方位对雷达信号的单个脉冲进行瞬时测向的体制。沿圆形平面等间隔分布的 N元天线阵列，与一个N 端移相馈电矩阵网络相连，馈电矩阵网络采用巴特勒阵形式。在发射状态，加入馈电网络任一输入端上电流都将通过网络变换到各输出端，产生等幅且相位呈线性变化的电流去激励天线。若在网络第k 个输入端输入信号，则在各输出端相邻端口电流相位差为
。此时，称系统为第k阶模激励。这样，能在输出端建立起一组模式。当N>>k时，第k阶模激励的远场方向图形正比于
，式中Jk是第一类k阶贝塞尔函数;θ为方向角；r为天线半径;k为0到
之间的整数。根据互易原理，当系统在接收状态时，若在θ方向角处有一雷达，此时假设测向系统接收第k阶模式，而此模式是经由一个馈电矩阵网络产生时，其基准端口与第k个端口之间的相位差为kθ，从而以线性方式给出雷达信号的方向。接收机中的鉴相器鉴别出两端口之间的相位差，经量化、编码变换为雷达信号方向角的数字。为了消除系统高次模式鉴相多值模糊，需要进行相位的粗测和精测。高阶k值用来降低测向误差，而低价k值用来消除多值模糊。例如，一个N=16单元的阵列，选取k=1和k=±2的模式。测向系统如图3。
搜索测向 利用锐方向性天线搜索旋转进行测向。接收终端电子束显示器的扫描系统与天线同步旋转，收到的信号用亮度或幅度来标志。当锐方向性天线对准雷达方向时，显示器上显示的信号最大。
雷达信号方向侦测系统的性能决定于多种因素，如灵敏度、精度、带宽、响应速度、频率选择方式等。搜索测向的波束扫描系统只需要一个天线和接收机，因而系统简单、灵敏度高，但响应速度慢、截获概率低。非搜索的多波束测向系统保留了高增益，而且响应速度快，但需要多个接收机并联，形成平行的接收通道。